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关于php:Chapter-18自制可逆等位字符串加密解密编码解码

jiezi

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背景

最近做的我的项目屡次遇到了分享邀请的需要点，即须要在承受邀请时能辨认到邀请者的信息，又须要思考信息敏感性，没找到成熟的三方实现，于是本人思考实现了两套。

思路计划

不能间接将邀请信息用于传递，须要对信息（个别是字符串，不是字符串也能够转换为字符串）进行加密解决，或者说编码解决。但同时须要满足一下要求：

要求

  • 可逆：加密（编码）后的密文该当能通过解密（解码）取得原文，否则就无奈取得邀请者信息了；
  • 长度：加密（编码）后的密文应该尽可能与原文长度相当，能够略多（如果能更少也好，不过那须要波及压缩了，不是明天的重点）；
  • 内容：加密（编码）后的密文该当是可预知的字符汇合，如果可设置更好；
  • 算法可公开（意味着存在额定依赖）：不单单依附一个固定算法，即使算法公开仍旧能保障安全性，否则算法一旦被破解也就没什么了；
  • 复杂度适当：太简单的个别对计算要求很高，对开发（自己）老本也高，能满足目前的我的项目需要即可（我相对不会说我懒）；

常见算法

常见的一些加密解密、编码解码算法：

  • 单向：md 系列、sha1；
  • 对称：des、aes；
  • 非对称：rsa、dsa；
  • 简略编码：base64；

移位法

实质

  • 保护全量字符可能的程序，对给定字符串的每个字符依照其地位进行移位转换，失去后果；
  • 地位到字符移位偏移量通过一套内部输出的规定来指定；
  • 上述两步相当于将字符枚举、程序、偏移量规定三套作为算法变量交由用户管制，在不能齐全晓得三个信息的状况下，即使晓得算法，也能保障密文安全性；

防篡改

  • 尽管用移位法能够保障用户无奈通过密文还原原文，但用户能够用大量无序密文来攻打，造成大量垃圾数据或暴力猜测到一些信息，因而还须要反对能校验密文是否非法的性能，也就是防篡改。
  • 通用的思路是额定加一点校验数据，由原文结构而成退出到密文中，解密（解码）时校验一遍作为验证即可，比方网络 IP 和 TCP 层的累加和就是这种思路。

实现 

    public function encrypt(string $value): string
    {if (0 == $this->sortCount) {throw new EncrypterException('未设置字符排布阵列');
        }
        if (0 == $this->shiftingCount) {throw new EncrypterException('未设置编码密钥');
        }
        $encrypted = '';
        for ($i = 0; $i < strlen($value); $i++) {if (!key_exists($value[$i], $this->sortList)) {throw new EncrypterException('发现不期待的字符');
            }
            $index = $this->sortList[$value[$i]];
            $index += $this->shiftingList[$i % $this->shiftingCount];
            $index %= $this->sortCount;
            $encrypted .= $this->sort[$index];
        }

        // 增加校验位
        if ($this->checkSum) {
            $sum = 0;
            for ($i = 0; $i < strlen($value); $i++) {$sum += ord($value[$i]);
            }
            $sum %= $this->sortCount;
            $start = $this->sort[$sum];
            $end = $this->sort[$this->sortCount - $sum - 1];
            $encrypted = $start . $encrypted . $end;
        }

        return $encrypted;
    }
    public function decrypt(string $value): string
    {if (0 == $this->sortCount) {throw new EncrypterException('未设置字符排布阵列');
        }
        if (0 == $this->shiftingCount) {throw new EncrypterException('未设置编码密钥');
        }

        // 拿出校验位
        if ($this->checkSum) {if (strlen($value) < 2) {throw new EncrypterException('解密校验失败');
            }
            $start = $value[0];
            $end = $value[strlen($value) - 1];
            $value = substr($value, 1, -1);
        }

        $decrypted = '';
        for ($i = 0; $i < strlen($value); $i++) {if (!key_exists($value[$i], $this->sortList)) {throw new EncrypterException('发现不期待的字符');
            }
            $index = $this->sortList[$value[$i]];
            $index -= $this->shiftingList[$i % $this->shiftingCount];
            while ($index < 0) {$index += $this->sortCount;}
            $decrypted .= $this->sort[$index];
        }

        // 校验校验位
        if ($this->checkSum) {
            $sum = 0;
            for ($i = 0; $i < strlen($decrypted); $i++) {$sum += ord($decrypted[$i]);
            }
            $sum %= $this->sortCount;
            if ($start != $this->sort[$sum] || $end != $this->sort[$this->sortCount - $sum - 1]) {throw new EncrypterException('解密校验失败');
            }
        }

        return $decrypted;
    }

特点剖析

  • 须要晓得原文全副字符形成可能；
  • 原文和密文的字符形成是同一个汇合；
  • 密文与原文长度相等，即便退出校验位也仅多 2 位；
  • 实用于前端、用户可见可感知的传递场景；

异或法

实质

  • 利用 a^b^b=a，也就是两次异或复位的个性（字符可转换成一个数值也就是一个多位的二进制，单位异或的个性在多位场景下同样成立）
  • 同样与原文、密文每个字符进行异或操作的字符应该与其地位规定无关，同移位法相干规定

可读性

因为异或后的值可能超过输出原值，字符转换时可能转换为十分用字符影响浏览，因而能够抉择嵌套一层 base64 加解密不便浏览。

实现 

    public function encrypt(string $value): string
    {$value = $this->handle($value);
        if ($this->base64) {$value = base64_encode($value);
        }
        return $value;
    }
    public function decrypt(string $value): string
    {if ($this->base64) {$value = base64_decode($value);
        }
        return $this->handle($value);
    }
    protected function handle(string $string): string
    {
        $result = '';
        for ($i = 0; $i < strlen($string); $i++) {$t = $this->secret[$i % $this->secretCount];
            $result .= chr(ord($string[$i]) ^ ord($t));
        }
        return $result;
    }

剖析

  • 即使不晓得原文字符全副可能也能够应用这套算法；
  • 但原文和密文的字符形成不是同一个汇合；
  • base64 后密文个别较原文长，具体见 base64 编码算法规定；
  • 实用于接口间、服务间数据传输场景；
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